Med forbedringen af global industriel automatisering, intelligens og folks levestandard vil anvendelsen af motorer inden for områder som biler, husholdningsapparater, elektronisk lyd og video, informationsbehandlingsudstyr og industriel automatisering blive stadig mere udbredt.
Ifølge statistikker er det gennemsnitlige antal elektriske motorer, der ejes af hver husstand i udviklede lande, 80 til 130 stk., mens det gennemsnitlige antal elektriske motorer, der ejes af husstande i store byer i Kina, er omkring 20 til 40 stk., hvilket stadig er langt under gennemsnittet i udviklede lande. Derfor er der stadig stort rum for udvikling i den indenlandske elmotorindustri.
Sammenlignet med motorer med en historie på over 200 år,BLDC-motorerer faktisk relativt unge, med en historie på over 50 år siden deres udvikling. Men med udviklingen af halvlederteknologi og populariseringen af MCU- og driverkomponenter er de samlede omkostninger vedBLDC-motorerer blevet kraftigt reduceret. Derfor har vi i de senere årBLDC-motorerhar udviklet sig, og deres samlede vækstrate er også højere end motorernes.
Figur 1: Forudsigelse af BLDC-motormarkedets størrelse
Det forventes, at den sammensatte årlige vækstrate pr.BLDC-motorervil være omkring 6,5 % i de kommende år. Ifølge statistikker var markedsstørrelsen for BLDC i 2019 cirka 16,3 milliarder dollars, og det forventes at nå omkring 22,44 milliarder dollars i 2024.
Hvor ligger markedets størrelse? Hvad er de specifikke anvendelser?
Markedet for bilapplikationer
Med fremkomsten af nye energikøretøjer, udbredelsen af intelligent kørsel og pilotanvendelsen af "Vehicle-to-everything" bliver tendensen til elektronisering af biler mere og mere tydelig.
I fremtidens biler vil der, udover drivmotorer, også blive anvendt elektriske servostyringssystemer, elektroniske affjedringssystemer, stabilitetskontrolsystemer, fartpilotsystemer, ABS og karrosserisystemer (såsom vinduer, dørlåse, sæder, bakspejle, vinduesviskere, soltag osv.) i vid udstrækning med elmotorer.
Generelt set vil økonomiske køretøjer være udstyret med omkring 10 motorer, almindelige biler vil være udstyret med 20 til 30 motorer, luksusbiler vil være udstyret med 60 til 70 eller endda hundredvis af motorer, mens nye energikøretøjer generelt kræver 130 til 200 motorer.
Figur 2: Antal motorer anvendt i biler
Med den stigende opmærksomhed på bilers ydeevne, især kravene til komfort, sikkerhed, brændstoføkonomi og miljøbeskyttelse, er antallet af elektroniske styreenheder og elektrisk udstyr i biler tilsvarende steget. Brugen af forskellige elektriske apparater har ført til en stigning i antallet af motorudstyr i biler.
Nye energikøretøjer har været en udviklingstendens i de senere år, og globale politikker fremmer samtidig udviklingen af nye energikøretøjer. Udviklede lande som Europa og Amerika udformer aktivt markedet for nye energikøretøjer, fremmer udviklingen af nye energikøretøjer gennem forskellige tilskuds- og præferencepolitikker og -love og fremmer transformationen fra traditionelle brændstofkøretøjer til elbiler.
Efter juli 2019 er vækstraten i Kina faldet på grund af det kraftige fald i subsidier. Men med den fortsatte introduktion af nye energimodeller fra store bilproducenter i 2020, især lanceringen af TESLA Model 3, Volkswagen ID. 3 og andre modeller, forventes branchen at skifte fra subsidiedrevet til efterspørgselsdrevet og dermed gå ind i den anden hurtige vækstperiode.
5G
2020 var et afgørende år for udviklingen af 5G i Kina. Selvom der var en forsinkelse i 5G-konstruktionen i første kvartal på grund af epidemiens påvirkning, udtalte China Mobile, at deres mål om at nå 300.000 5G-basestationer inden udgangen af 2020 forbliver uændret. China Telecom og China Unicom vil også bestræbe sig på at færdiggøre konstruktionen af 250.000 nye 5G-basestationer i tredje kvartal for at afhjælpe epidemiens påvirkning. Ud over de 50.000 basestationer, der er planlagt af China Radio and Television, vil Kina bygge 600.000 basestationer i år.
Figur 3: Antal 5G-basestationer planlagt bygget af de fire store operatører i 2020
I 5G-basestationer er der også mange steder, hvor der er behov for motorer, først og fremmest basestationsantennen. I øjeblikket er 5G-basestationsantennen udstyret med styremotorprodukter, der indeholder gearkassekomponenter, herunder to muligheder: steppermotor og børsteløs motor. Hver elektrisk justerbar antenne er udstyret med en styremotor med gearkasse.
Generelt skal en almindelig kommunikationsbasestation være udstyret med omkring 3 antenner, en 4G-basestation skal være udstyret med 4 til 6 antenner, og antallet af 5G-basestationer og antenner vil stige yderligere.
Ud over basestationens antenne kræver kølesystemet i basestationen også motorprodukter. Såsom computerblæser, klimaanlægskompressor osv.
Droner/Undervandsdroner
Droner har været populære i flere år, men ikke alle droner bruger børsteløse motorer. Nu om dage skifter mange droner til børsteløse motorer for at opnå et længere, lettere hus og længere holdbarhed.
Ifølge Droneiis rapport var det globale dronemarked 14,1 milliarder dollars i 2018, og det forventes, at det globale dronemarked vil nå 43,1 milliarder dollars i 2024, hvor de hurtigst voksende regioner er Asien og Nordamerika. Den samlede vækstrate er 20,5.
Ifølge Civil Aviation Administrations "Civil Drone Mission Registration Information System" var der ved udgangen af 2018 285.000 registrerede droner i Kina. Ved udgangen af 2019 var der over 392.000 registrerede droner og 1,25 millioner kommercielle flyvetimer med droner.
Især under epidemien i begyndelsen af dette år spillede droner en betydelig rolle, såsom transport mellem hospitaler og sygdomsbekæmpelsescentre, implementering af automatiseret transport af nødmedicin og prøver til forebyggelse og kontrol af epidemier; cirkling på motorveje, som erstatning for manuelt kommandoarbejde fra luften; avatar-desinfektionsartefakter, komplet forebyggelse af epidemier samt desinfektion og sterilisering i landdistrikter og endda byområder over hele landet; transformation til propagandaekspert, råbende slagord og overtalende folk til at blive hjemme osv.
På grund af epidemiens indvirkning er kontaktløs levering endnu engang blevet sat i forgrunden. I Kina lancerede Kinas Civil Aviation Administration sidste år en pilottjeneste til dronelogistik og distribution. På grund af epidemiens indvirkning forventes fremskridtene i Kina at accelerere; i udlandet er logistikgiganten UPS og den tyske droneproducent Wingcopter gået sammen om at bringe den nye VTOL-drone ind i fragtbranchen til transport af pakker.
Der er også en undervandsdrone, som vi ikke er særlig bekendt med, og vi er så småt begyndt at måle den. Jeg husker det undervandsdronefirma, jeg interviewede i 2017, som tilfældigvis var i masseproduktion og kun havde sendt hundredvis af enheder gennem crowdfunding. Nu er den årlige forsendelsesvolumen titusindvis af enheder.
Elektrisk løbehjul/elbil
El-scooteren bevarer ikke kun den oprindelige køreoplevelse, men leverer også intelligent hjælpekraft. Det er et transportværktøj, der ligger mellem cykler og traditionelle elbiler. Elektriske scootere leverer primært tilsvarende strømassistance baseret på køresignaler gennem sensorer, hvilket reducerer cyklisternes belastning og gør kørsel lettere for brugerne. Sammenlignet med cykler har el-scootere tilføjet motorer, batterier, sensorer, controllere, instrumenter osv., hvilket gør køreoplevelsen mere varieret. Sammenlignet med traditionelle elbiler styrer el-scootere ikke køretøjets hastighed ved at dreje hånden, men ved at opfange signalet fra kørsel via sensorer for at forstå cyklistens køreintention, give tilsvarende strømassistance og gøre kørsel mere intelligent.
Figur 4: Sammenligning af cykler, elektriske løbehjul og traditionelle elektriske køretøjer
Salgsprisen på elektriske løbehjul i Kina varierer fra 2000 til 10000 yuan. Europæiske elektriske løbehjul med hjulnav koster mellem 500 og 1700 euro, mens midtermonterede elektriske løbehjul koster mellem 2300 og 3300 euro. Prisen på elektriske løbehjul er meget højere end prisen på cykler og elbiler.
Motoren er kernekomponenten i det elektriske system på den elektriske scooter. På grund af miniaturiseringen, den lette vægt, den driftsmæssige effektivitet og dets pålidelighed i udseendet bestemmes de elektriske scooteres ydeevne direkte. Derfor er motorvirksomheder generelt nødt til at tilpasse udviklingen af motorer i henhold til de elektriske scooteres behov. Elektriske motorer tegner sig for 10% til 30% af prisen på elektriske scootere.
Der er en stærk efterspørgsel efter elektriske løbehjul i Europa. Ifølge data fra European Bicycle Industry Association steg salget af elektriske løbehjul på det europæiske marked fra 98.000 enheder til 2,5 millioner enheder fra 2006 til 2018. Den årlige samlede vækstrate nåede 31 %.
Det japanske marked er også i støt vækst. Japan var det tidligste land til at udvikle, producere og sælge elektriske løbehjul. I 1980'erne udviklede de med succes den første generation af elektriske løbehjul. På grund af Japans bakkede terræn, ujævne veje og alvorlige ældning er elektriske løbehjul dog blevet et nødvendigt valg.
Det indenlandske marked er i sin vorden. Der er betydelig plads til fremtidig vækst. I øjeblikket er virksomheder som Mobi, Xiaomi, Harrow, Double Speed og Eternal begyndt at forsøge at promovere elektriske løbehjul i Kina.
Industriel robot
Industrirobotter er primært et erstatningsmarked i Kina, og deres markedsareal er ret stort. Selvom Kina er verdens største marked for industrielle robotapplikationer, er verdensberømte producenter inden for industrirobotter primært koncentreret i udviklede lande, repræsenteret af USA, Japan, Tyskland osv., såsom ABB i Sverige, FANUC i Japan, Yaskawa Electric Corporation og fire familier repræsenteret af Kuka i Tyskland.
Figur 5: Salg af industrirobotter. (Datakilde: International Federation of Robotics)
Ifølge data fra International Federation of Robotics var det globale salg af industrirobotter i 2018 422.000 enheder, hvoraf 154.000 enheder blev solgt i Kina, hvilket tegner sig for 36,5 %. Derudover stiger produktionen af industrirobotter i Kina gradvist ifølge data fra National Bureau of Statistics, fra omkring 33.000 sæt i 2015 til 187.000 sæt i 2018. Vækstraten er hurtig.
Derudover er lokaliseringsraten for indenlandske industrirobotter i de senere år steget kontinuerligt med den løbende indførelse af industriel støtte fra regeringen og det fortsatte gennembrud af indenlandske virksomheder. I første halvdel af 2018 steg den indenlandske andel af salget af robotkroppe fra 19,42 % i 2015 til 28,48 %. Samtidig har det samlede salg af industrirobotter i Kina også opretholdt væksten.
Ventilator
Ventilatorer omfatter: ventilatorer, emhætter, hårtørrere, gardinventilatorer, HVAC-ventilatorer osv. De vigtigste downstream-producenter omfatter Midea, Emmett, Gree, Pioneer, Vantage, Boss osv.
Fra husholdningsventilatorers perspektiv er dette et meget stort marked, og produktionen af husholdningsventilatorer i Kina er meget stor. Ifølge data fra National Bureau of Statistics var produktionen af husholdningsventilatorer i Kina i 2018 180 millioner enheder. Der var ingen data for december 2017, men dataene for 11 måneder var 160 millioner enheder. I 2016 var det 160 millioner enheder, og det anslås, at der var omkring 190 millioner enheder i 2019.
Figur 6: Produktion af husholdningsventilatorer i Kina. (Datakilde: National Bureau of Statistics)
I øjeblikket har de mainstream producenter af små husholdningsapparater i Kina, såsom Midea, Pioneer, Nichrome, Emmett osv., grundlæggende produkter med børsteløse motorer på markedet. Blandt dem har Emmett den største mængde, og Xiaomi har den laveste pris.
Med indtræden af grænseoverskridende producenter som Xiaomi er konverteringsraten for børsteløse motorer inden for husholdningsventilatorer begyndt at accelerere. Nu har indenlandske producenter af børsteløse motorer en plads inden for husholdningsventilatorer.
Udover husholdningsventilatorer findes der også udstyrs- og computerventilatorer. Faktisk begyndte termiske ventilatorer til udstyrsventilatorer at skifte til børsteløse motorer for mange år siden. Der er en referencevirksomhed på dette område, nemlig Ebm-papst, hvis ventilator- og motorprodukter er meget udbredt i mange brancher såsom ventilation, aircondition, køling, husholdningsapparater, opvarmning og bilindustrien.
I øjeblikket fremstiller mange virksomheder i Kina børsteløse computerblæsere svarende til EBM og har besat mange EBM-markeder.
Især med fremkomsten af indenlandske ladestationer, burde indenlandske producenter have store muligheder. Nu har landet også inkluderet ladestationer i projektet "Ny infrastruktur", som forventes at få større udvikling i år.
Der er også fryserkøleblæsere. På grund af indflydelsen fra industristandarder og nationale energieffektivitetsstandarder er fryserkøleblæserne begyndt at skifte til BLDC-motorer, og konverteringshastigheden er relativt hurtig, hvilket resulterer i et relativt stort antal produkter. Det forventes, at 60% af fryserkølemaskinerne vil blive erstattet af motorer med variabel frekvens inden 2022. I øjeblikket er de indenlandske producenter af fryserkølemaskiner hovedsageligt koncentreret i Yangtze-floddeltaet og Pearl River Delta-regionerne.
Med hensyn til ventilatorer er der også en emhætte, som er en vigtig del af køkkenapparater. Af omkostningsmæssige årsager er emhættens børsteløse konverteringshastighed dog stadig ikke høj. I øjeblikket er frekvenskonverteringsordningen omkring 150 yuan, men ikke-børsteløse motorordninger kan færdiggøres inden for hundrede yuan, og billige ordninger kan endda koste omkring 30 yuan.
Mange nye ventilatorer og luftrensere bruger også børsteløse motorløsninger. I øjeblikket bruger små produkter på markedet generelt Nedics eksterne rotormotorer, mens store luftrensere generelt bruger EBM-ventilatorer.
Derudover er der en luftcirkulationsventilator, der har været i produktion de sidste to år, og dens nuværende værdi er relativt høj. Generelt koster det færdige produkt 781 enheder, og der findes også et par dyrere, der spænder fra 2000 til 3000 enheder.
Kompressor
Da hastigheden på køleskabskompressoren bestemmer temperaturen inde i køleskabet, kan hastigheden på den variable frekvens-køleskabskompressor ændres baseret på temperaturen, hvilket gør det muligt for køleskabet at foretage justeringer baseret på den aktuelle temperatursituation og bedre opretholde en konstant temperatur inde i køleskabet. På denne måde vil konserveringseffekten af fødevarer være bedre. De fleste variable frekvens-køleskabskompressorer vælger BLDC-motorer, hvilket resulterer i højere effektivitet, lavere støj og længere levetid under drift.
Figur 7: Salg af køleskabe og køleskabe med variabel frekvens i Kina. (Datakilde: National Bureau of Statistics)
Dette felt var tidligere domineret af produkter fra japanske, koreanske og taiwanske producenter, men efter 2010 er indenlandske producenter kommet hurtigt i gang. Det siges, at én producent i Shanghai har en årlig forsendelsesvolumen på næsten 30 millioner enheder.
Med fremskridtene hos indenlandske halvlederproducenter, uanset om det er master MCU-producenter, pre-drive Gate Driver eller Power MOSFET, kan indenlandske producenter stort set levere.
Der er også klimaanlægskompressoren. I øjeblikket er variabel frekvens klimaanlæg blevet bredt accepteret, og variabel frekvens klimaanlæg er blevet trenden. Produktionen af klimaanlæg i Kina er også ret stor. Ifølge National Bureau of Statistics var produktionen af klimaanlægsmotorer i 2018 360 millioner enheder, og produktionen af BLDC-motorer til klimaanlæg var omkring 96 millioner enheder. Desuden stiger produktionen af BLDC-motorer til klimaanlæg stort set hvert år.
Elektrisk værktøj
Elektrisk værktøj er et af de mest anvendte hardware- og elektromekaniske produkter. På grund af dets lette struktur, bekvemme bærbarhed, høje produktionseffektivitet og lave energiforbrug anvendes det i vid udstrækning i bore-, skære- og slibeprocesser i forskellige applikationsindustrier såsom byggeri, dekoration, træforarbejdning, metalforarbejdning og andre fremstillingsindustrier.
Med den kontinuerlige teknologiske udvikling og den gradvise accept af gør-det-selv-konceptet udvides anvendelsesområdet for elektrisk værktøj også konstant. Mange traditionelle manuelle værktøjsoperationer begynder at blive erstattet af elektrisk værktøj, og elektrisk værktøj udvides også fra industrielle anvendelser til familielivet. Efterspørgslen efter elektrisk værktøj stiger år for år.
Børsteløse elektriske værktøjer startede faktisk for længe siden. I 2010 introducerede nogle udenlandske mærker elektriske værktøjer med børsteløse motorer. Med modningen af lithium-ion-batteriteknologi bliver priserne mere overkommelige, og størrelsen på håndholdte værktøjer stiger år for år. De kan nu deles ligeligt med plug-in-værktøjer.
Ifølge statistikker har elektriske husholdningsnøgler stort set været børsteløse, mens elektriske boremaskiner, højspændingsværktøj og haveværktøj endnu ikke er blevet helt børsteløse, men de er også under ombygning.
Dette skyldes primært den energibesparende og høje effektivitet af børsteløse motorer, der gør det muligt for håndholdte elektriske værktøjer at køre i længere tid. I dag har mange internationale og indenlandske producenter investeret mange ressourcer i produktudvikling, såsom Bosch, Dewalt, Milwaukee, Ryobi, Makita osv.
I øjeblikket går udviklingen af elektrisk værktøj også meget hurtigt i Kina, især i Jiangsu- og Zhejiang-regionerne, hvor mange producenter af elektrisk værktøj er koncentreret. I de senere år er prisen på børsteløse motorstyringsløsninger i Jiangsu- og Zhejiang-regionerne faldet hurtigt, og mange producenter har indledt priskrige. Det siges, at en børsteløs motorstyringsløsning til elektrisk værktøj kun koster omkring 6 til 7 yuan, og nogle endda kun 4 til 5 yuan.
Pumpe
Vandpumper er en relativt traditionel industri med en bred vifte af typer og løsninger. Selv for drivkort med samme effekt findes der i øjeblikket forskellige typer tilgængelige på markedet, med priser fra under to yuan til mellem fyrre og halvtreds yuan.
I forbindelse med vandpumper anvendes trefasede asynkronmotorer primært til mellemstore til store ydelser, mens bipolære AC-pumper primært anvendes til små og mikro-vandpumper. Den nuværende renovering af varmeforsyningen i det nordlige England er en god mulighed for teknologisk innovation inden for pumpeløsninger.
Om end kun fra et teknisk perspektiv, er børsteløse motorer mere egnede til anvendelse inden for pumper, da de har visse fordele med hensyn til volumen, effekttæthed og endda omkostninger.
Personlig sundhedspleje
Med hensyn til personlig sundhedspleje er der to repræsentative produkter, det ene er Dysons populære internetprodukt, luftkanalen, og det andet er fascia-pistolen.
Siden Dyson lancerede vindkanalproduktet med digitale motorer med høj hastighed, har det sat gang i hele markedet for vindkanaler.
Ifølge introduktionen af Qian Zhicun fra Jingfeng Mingyuan tidligere er der i øjeblikket tre hovedretninger for vindtunnelprojekter i hjemmet: den ene er baseret på Dyson som benchmark, der bruger en ultrahurtig børsteløs motorordning med en generel hastighed på omkring 100.000 omdrejninger i minuttet, hvor den højeste er 160.000 omdrejninger i minuttet; Den anden mulighed er at udskifte U-motoren, som har en hastighed svarende til U-motorens, men har fordelene ved let vægt og højt lufttryk; Den tredje er den eksterne rotor med højspændingsordning, hvor motoren primært imiterer Nedics ordning.
I øjeblikket bliver indenlandske imitationsprodukter ikke blot kopieret tidligere, men har grundlæggende opnået patentundgåelse og visse innovationer.
Forsendelsesmængden af fascia-pistoler er begyndt at stige kraftigt i de senere år. Det siges, at fitnesstrænere og sportsentusiaster nu er udstyret med fascia-pistoler. Fascia-pistolen bruger de mekaniske vibrationsprincipper til at overføre vibrationerne til de dybe fascia-muskler, hvilket opnår en afslappende effekt på fasciaen og reducerer muskelspændinger. Nogle mennesker bruger fascia-pistolen som et afslapningsværktøj efter træning.
Vandstanden i fascia-pistolen er dog også meget dyb nu. Selvom udseendet ligner hinanden, varierer priserne fra over 100 yuan til over 3000 yuan. Markedsprisen på BLDC-motorstyringskortet, der bruges i fascia-pistolen, er nu faldet til 8,00 yuan, og der er endda dukket et styrekort op til omkring 6 yuan. Prisen på fascia-pistolen er faldet hurtigt.
Det siges, at en bilproducent var ved at gå konkurs, men ved hjælp af et fascialt pistolprodukt kom det straks til live igen. Og det var ret nærende.
Udover disse to produkter er der selvfølgelig også en tendens til børsteløse motorer i produkter som barbermaskiner til drenge og skønhedsmaskiner til piger.
Konklusion
Samlet set er BLDC-motorer stadig i deres tidlige stadier, og deres anvendelser blomstrer nu. Ud over dem, jeg nævnte her, er der også mange, såsom servicerobotter, AGV'er, fejerobotter, vægbrydere, frituregryder, opvaskemaskiner og så videre. Faktisk er der mange steder i vores liv, hvor vi bruger elmotorer, og der er stadig mange anvendelser, der venter på, at vi udforsker dem i fremtiden.
Opslagstidspunkt: 15. juli 2023
